設計基準が進むにつれて、泡浮選から泡層を除去することは大胆な声明を発表している。 そのようなデバイスが存在するだけでなく、50の操作設備を備えているという事実は、現代の課題に直面して新しい解決策を見つけるという業界への圧力を証明しています。 低品位、複雑な鉱石、エネルギーコストの上昇により、まったく新しい浮選船の開発、既存の技術の改善、浮選フローシートに関する新しい考え方が促されました。
泡のない浮遊の容器は2002年にそれを特許を取り、HydroFloatの名前の下で販売したEriezの浮遊の部を通って来る。 それは採鉱作業が直面する最も大きい問題の1つに演説する革新的なflowsheetのためにとりわけ意図されている:処理するべきより多くの容積トン数、およびよりきめの細かい鉱石によって、粉砕はより多くのエネルギーを要求している。 浮遊回路がより粗い粒子を扱うことができればエネルギーは粉砕回路で救うことができます。
Barrick GoldのStrategic Technology Solutions GroupのディレクターであるBarun Gorain氏は、「ほとんどの鉱山会社は、鉱石等級の低下と複雑な鉱物学に対処している」と述べた。 「本当の問題は、私たちが実際に金産業で採掘しているものの99％以上が廃棄物とみなされることです。”彼は、粗粒子浮選は、資本と運用コストを削減するのに役立ちますバリューチェーンの早期にいくつかの廃棄物を拒否する鉱山を可能にすることがで
: ステージ浮選反応器の紹介
残念ながら、従来の浮選セルは限られたサイズの範囲でのみ高い回収を達成しています。 例えば、硫化物鉱石は90から120ミクロンで非常によく浮かぶかもしれませんが、50または150ミクロンではありません。
これまでの研究では、浮遊可能な粒子サイズの上限の2つの主な理由が特定されています。 第一に、より粗い粒子は、気泡を引き付けるために多くの表面石灰化を持たない傾向がある。
第二に、彼らは接続することができたとしても、彼らは再び剥離する傾向があります。 ほとんどの慣習的なタンク設計では、底のインペラーは泡および粒子が衝突するのを助ける乱れを作成する;泡は静止地帯を通って上がり、上の泡の層
オーストラリアのニューカッスル大学のグレアム-ジェイムソン教授は、粒子が液体渦の中で毎秒100回転で回転する気泡にぶら下がっている場合、粒子が単に気泡から切り離される臨界サイズがあると説明した。
高エネルギー乱流は小粒子の回収には最適であり、設計上、乱流の存在はあらゆるサイズの粒子を懸濁状態に保つものです。 しかし、その乱流はまた、粗い粒子が浮遊するのを妨げます。
「粒子が粗くなればなるほど、容器の底から液体を遠ざけるために液体をかき混ぜなければならないほど速くなる」と彼は言った。 “だから、それは粗い粒子を浮遊させようとするという観点からは、自滅的な装置です。”
流動床
エリエズの水中翼船は、最大2,000ミクロンの粒子を浮遊させることができます。 この技術はカリ事業ではよく知られていますが、金属鉱山での設置は最近の開発です。 Eriezの礼儀は、羽根車の代わりに、Eriezの水中翼船は流動層を使用して粗い鉱石粒子を持ち上げます。 上から供給され、容器は下の道の約三分の二の水の入口を持っています。 粗い粒子が底に沈むと同時に、水の一定した流れは穏やかにそれらを押し戻し、連続的に約65パーセントの固体である領域を破壊する。 水は圧縮されたガスおよび泡立つ添加物と粗い粒子がに付けることができる泡を発生させるために扱われた。 鉱化された粒子が流出の洗濯機に浮かぶ間、粗い脈石は容器の最下の三分の一の排水の地帯に落ち着く。 そのゾーンが一定の密度に達すると、その内容物はアンダーフロー出口に放出される。
EriezのグローバルセールスディレクターであるKen Roberts氏は、水中浮揚は400ミクロン以上まで浮揚を延長できると述べた。 いくつかの硫化物鉱石では、それは2,000ミクロンに翻訳する二ミリメートルの粒子を回収しています。 さらに、彼は言った、”私たちはユタ大学との研究で、2％の表面鉱化作用を示す粒子を浮遊させることができることを証明しました。”
HydroFloatは明示的に微粒子を浮かべるように意図されていない。 アイデアは、それがそれぞれに合わせた技術で、粗いと細かいにpresortedスプリット回路の一部であろうということです。 練習はカリおよびダイヤモンドのような非金属鉱石で証明された;Eriezは年の最後のカップルの金属の市場にちょうど壊れてしまった。
Jamesonは2006年以来、彼自身の流動床ソリューションに関する研究室作業を行ってきました。 彼のデザインは、彼が1980年代後半に特許を取得した名を冠したジェイムソンセルを適応させます。 浮遊の供給は泡に微粒子を付けるために有用な高エネルギーに出会うairjetを過ぎて最初に循環する。 “それは、実際には、ジェイムソンの細胞のようなものだ”と彼は言った。
その後、流動層に流れ込み、低エネルギー環境では粗い粒子が付着することができます。 鉱石を含んだ泡は泡の層まで浮かび、洗濯機に流出する。 リサイクルラインは上を離れて液体を取り、流動化に使用するために基盤にリサイクルします。 リサイクルラインで洗浄されるどの粉体でも基盤の近くの泡に付すことで別の行を得ます。 良い脈石は流出の出口の方にがちである。
一年前、ジェイムソンは南米からの斑岩銅鉱石を手に入れ、彼の最近完成した試験作業は有望な結果を示している。 “我々は100パーセントの回復を約300ミクロンまで得ることができる”と彼は言った。
今、ジェイムソンは1時間あたり約50～100トンの本格的な設置を試行する予定の鉱山サイトを探している。 “そのサイズのポイントは、単一のユニットが扱いやすく、構築が合理的に簡単であるということです”と彼は言いました。 “あなたはトラック上のサイトにそれを取ると、そこにそれをインストールし、あなたのテストワークを行うことができ、その後、あなたは確実にからスケー”
それをより大きく構築する–しかし、よりスマート
実績のある技術は、浮遊粗い鉱石をサポートしていますが、それはどこにも標準に近いではありません。 “鉱業業界は、規模の経済を活用することにより、飼料グレードの低下とコストの上昇に対処してきた歴史があります”と、Hatchの鉱業および鉱物加工のコン 傾向は”大きい容積トン数を扱い、すべての材料を精巧にひき、そして下流の分離プロセスがそれをすべて分類するようにすることである。 しかし、これは一般的に非常に非効率的であり、ダウンタイム中に責任も実行可能でもありません。”
主要機器サプライヤーは、より大きな浮選セルを設計することでその需要を満たしています。 三十年前、体積30立方メートルのセルは異常に大きかったでしょう。 今では、300立方メートルのセルが一般的です。 Outotecは動作中の500立方メートルのセルと配信中のいくつかの630立方メートルのセルを持っていますが、FLSmidthは動作中の一つの660立方メートルのセルを持っています。
一つの大きなタンクを構築することは、規模のエネルギー経済を提供します。 これは、浮選のエネルギーコストに新たに興味を持っている鉱業会社にとって特に明るく輝いています–以前は粉砕の主要なテーマでしたが、コスト圧力が一般的に激化し、浮選トン数が増加するにつれて注目されています。
「サイズを2倍にすると、実際には少なくとも10〜20％のエネルギーが削減されます」と、Outotecの選鉱販売担当副社長Antti Rinne氏は述べています。 “それは現時点では世界のほとんどの国で膨大な金額です。”
その段階的なスケールアップには欠点があります。 タンクの容積が増加すれば、乱れは必ずしも余分タンク容積の少なくとも一部にスペース、鋼鉄およびお金の無駄をする相応の高さに達しない。
「浮遊選鉱セルのサイズが過去20年間で劇的に増加したため、非常に乱流のセルの割合は大幅に減少しました」とHatchの鉱物加工エンジニア、Erico Tabosa氏は述
FLSmidthは、乱気流のない”死んだ”スペースを排除するために開発された新しいnextSTEPインペラ設計を通じて、この問題に対処しました。 その結果、新しい設計はまた機械をよりエネルギー効率が良くさせる。 「他の強制空気浮選機と比較して、当社は一貫して電力が低いことがわかりました」とFLSmidthの浮選技術ディレクターであるAsa Weberは述べています。
FLSmidthのもう一つの大きな革新は、フロートセルの不一致の問題に対処するハイブリッドエネルギー回路構成です。 一部の鉱石は回路の各セルで回収されているため、鉱物学的特性はセルからセルに変化していますが、セルの設計自体は変化していません。
Outotecはまた、エネルギー効率を維持しながらスケールアップする方法を開発しました。 2007年に導入された独自の新しい羽根車の設計には、FloatForceと呼ばれる同様の乱流分配の利点を持つ回転子/固定子が含まれています。 Outotecはまた、非常に低い追加エネルギーでタンク内の混合をさらに改善するflowboosterと呼ばれる補助羽根車を発明しました。
特定の鉱石と用途に最適な羽根車速度を見つけることに多大な努力が払われています。 “近年、浮選セルの可変速ドライブを検討している多くの作業を行ってきました”と、Outotecの浮選技術ディレクターであるBen Murphy氏は述べています。 可変的な速度ドライブが付いている操作を動かす最初の大きい細胞は約5年前に取付けられていた。 それ以来、そのような設備は、エネルギー使用、回収、または時にはその両方を最大化できることを示しています。
「興味深いのは、実際には速度の最適化とエネルギー削減作業の多くを小さなセルにドリルダウンすることができたことです」とMurphyは付け加えました。 それは常にそのように動作しません。”遠隔地のディーゼル発電機に頼る小さな操作のために、それは本当のお金を節約することができます。
同じ量の材料を浮遊させるために、SFRは従来の浮遊セルよりも少ない電力と小さなプラント設置面積を必要とします。 Woodgrove Technologiesセパレートチャンバー
Barrickは、その操作で大きな従来のセルを使用しています。 しかし、Gorain氏によると、より効率的な浮選機の「次世代」を開発するために、さまざまなコンソーシアムと協力しています。 “規模の経済はまだいくつかの鉱石のために動作しますが、低グレードの複雑な鉱石体のために、これらの従来のセルは、技術的限界に近づいているか、その
コンソーシアムはWoodgrove Technologiesによる新しいデザインの作業を後援した。 1つの容器の別の地帯の代りに、段階的な浮遊反応器(SFR)は3つの部屋に浮遊プロセスを分ける:乱流の粒子のコレクションの単位、静止泡解放の単位、およ あらゆるSFRは各鉱山の写し出された鉱石の特徴のために特注である。
「私たちは鉱山の寿命にわたって等級とトン数を見て、この時間の金属ユニットの加重分布を管理するために泡回収ユニットを設計します」と、Woodgrove Technologiesの社長であるGlenn Kosick氏は述べています。 “たとえば、標準浮選機の銀行のバックエンドにいる場合は、平方メートル当たり0.3-0.5トン/時間を削除する可能性があります。 このマシンでは、平方メートルあたり2.5から三トンで実行されている可能性があります。”
Kosickは、SFRの効率的な設計により、従来の浮選セルと比較してエネルギー使用量がほぼ半分に削減され、床面積の使用が限られているため、設置が安価にな “我々は、資本と運用コストの削減にそれを販売してきた”と彼は言った。 しかし設計はまたタンク細胞と比較されたときこれらの機械で使用される空気の大きい減少によるよりよい選択率を促進する。
「私たちが本格的に取得しているデータは、表面積を制限することによってより粗い材料を浮遊させることができることを示しており、その結果、非常に安定した泡と短い輸送距離が得られます」とKosick氏は述べています。 現在動作している最も粗いセルは、約230ミクロンの供給p80で実行されています。
2010年から22のSfrが運用されており、130以上が設計中です。 小規模な鉱山でのいくつかの成功したインストールの後、コンソーシアムはブラジルのValeのSossego銅鉱山で毎時930トンまでの試験規模に資金を供給しました。 コンソーシアム企業の一つは最近、チリの95,000トンの銅プロジェクトでのインストールのための詳細なエンジニアリングをWoodgroveに授与しました。
結合ソリューション
これらの新しいソリューションは、多くの場合、個別のプロジェクトとして提示され、インストールすることができます。 しかし、それらは全体的に見たときに最も効果的です。 たとえば、Woodgroveは最近、プロセス制御サプライヤのPortage Technologiesと合併し、機器とプロセス監視を1つのパッケージとして提供できるようになりました。 Woodgroveは泡の速度、安定性および色を測定するために今泡の性格描写システムを提供できる;そして泡サイズ、計算および密度およびそれは装置の設定へ さらに、先行粉砕およびサイクロン制御はサージを安定させ、石が浮遊回路に達することを防ぐことができる。
大規模では、革新的なフローシート設計と試薬スキームは、効率的な浮選装置の必要性と同様に重要です。 例えば、Barrickは非常に複雑で処理し難い金の鉱石ボディのために自身の特許を取られたflowsheetを使用している。 プロセス（”製造所化学浮遊物製造所化学浮遊物”）は供給でより粗い粒子を最初に浮かび、研ぎ直し、そして次に微粉を浮かべることを含むが、適切な化学と粗く、微粉に別に適することを可能にした。
Hatchのコンサルタントは、多くの研究と革新に取り組んでいるように、特定の鉱石体セットに合わせた鉱山から工場へのフローシート設計の採用を提案
再発明されたフローシートは、より標的化されたブラストから始まる可能性があります。 Hatchの鉱物加工技術者であるKristy Duffy氏は、この新しい粗浮選技術は、粗脈石を除去するための濃縮前段階で有用である可能性があることを示唆しました。 段階は動くかもしれません:粗い粉砕、前集中の浮遊、粉砕、より粗い浮遊は、研ぎ直し、クリーニングの浮遊。
Gorainは、それが潜在的に使用される可能性があることに同意します。 なぜなら、主要なエネルギー集約的粉砕が追求される前に、鉱業における廃棄物の権利に対処しようとしているからです”と彼は言いました。 しかし、鉱石鉱物学が他の方法では広すぎて細かく普及している場合、浮選は潜在的に効果的な最初の濃縮ステップになると考えています。
より広範な関心は鉱石の選別に向けられており、これは早期に脈石を投げ出すのに役立ち、鉱山から工場への議論に大きく特徴があります。 エリエスのロバーツは、いくつかの専攻が潜在的な水中浮体設置で手に手を取ってそれを調査していたと述べた。
このBarrick操作は粗い解放された粒子を回復するためにJamesonの細胞と共に大きい慣習的な細胞を使用する。Barrick Goldの礼儀景気後退の影響
業界の長期的な財政難の過去数年間は、多くのプロジェクトが新しいアプローチなしでは実行可能ではないため、革新 “私はおそらく約一ヶ月前に南米の合弁会社にある二つの専攻と会い、彼らに水中翼船だけでなく、我々が持っているいくつかの他の技術を示した、”ロバーツ “そして、それは会議の全体のポイントでした：”あなたはそれが新しいです持っているものを教えてください。”五、十年前、誰もそれを言わないだろう。Kosick氏によると、
Woodgrove Technologiesは、不況の間も忙しく、市場自体を市場に出すことなく、忙しい状態を維持しているという。 「私たちは、需要に追いつくためにここでほぼ毎週雇用しています」と彼は言いました。
しかし、景気後退は新たな技術革新を生み出す可能性のある研究も抑制している。 Hatchの鉱物加工エンジニアであるSergio Vianna氏は、「企業のほとんどのR&d部門は、鉱業の低迷によって深刻な影響を受けている」と述べた。 “したがって、ここ数年、鉱物加工で開発された新しいソリューションはほとんどありません。”
従来のセルのサイズと選択を支援するために、Hatchはフロートセルの唇の上に回収された鉱物を安定して輸送できる速度について詳細な研究をしたいと考えています。 しかし、Viannaは、このような研究が現在の研究環境で起こる可能性があることに疑問を抱いています。
オーストラリアのクイーンズランド大学のJulius Kruttschnitt Mineral Research Centre(JKMRC)の主任研究員であるKym Runge氏は、オーストラリアの以前は健全な研究センター、鉱山サイト、コンサルタント業の生態系が、トレンドが続くならば、あまりにも遠くに後退する危険にさらされていることを懸念している。 鉱物加工の多くの世界的なリーダーは、JKMRCを通過したり、そこで開発されたツールを使用しています。
しかし、研究は可能な限り継続しています。 「私たちが取り組んでいる他の多くの技術があります」とBarrickのGorain氏は述べています。 「明らかに彼らは非常に機密性が高いので、私たちはそれについて話すことができません。 しかし、一般的に、全体のアイデアは、様々な複雑な鉱石体のためのソリューションを開発することです。”
ルンゲは多くの研究プロジェクトに取り組んでいる。 機器メーカーの進歩にもかかわらず、彼女は乱流が大きなセルの浮遊にどのように影響するかについて理解することがはるかに多いと考えています。 「多くの人が1つの変数を変更し、相関関係を見て、そこから結論を出しました」と彼女は言いました。
彼女はまた、JKMRCで想定されている統合された新しいフローシートのタイプをシミュレートする必要性を見ています。 “彼らは低リスクの獣、鉱業であるため、”彼女は言った、”だから、私の粉砕の途中で粗い粒子浮遊ユニットを置くことの経済的利益は何になるだろうか？”それが採用されることを可能にします。”
は浮選回路が10年後にどのように見えるかを尋ねたが、ルンゲは保守的に楽観的だった。 「これらの新しい技術のいくつかが採用され始めるのを見始めることを期待しています」と彼女は言いました。 “私は私達がより高い効率を扱うことを知っている。 そして、彼らは大きくなる必要がありますが、うまくいけば、我々はまた、少し賢く物事を行うために開始します。”